JP7058065B2 - トランスアクスル - Google Patents

Description

本発明は、トランスアクスルに関する。

従来、ＡＴ車やＣＶＴ車等の車両のデファレンシャルギアを潤滑するものとして、オイルポンプによりオイルを圧送してトランスアクスル内にオイルを供給する強制油滑方式が採用されているが、コスト低減の観点から他の手法の検討も行われている。その一方、デフリングギア等の掻き上げのみに依存する油滑では、焼きつきの懸念がさらに大きくなる可能性がある。

また、近年では、発電用のモータと駆動用のモータとを備え、エンジンにより発電用のモータ（ＭＧ１）を駆動させて発電し、その電力の供給を受けて駆動用のモータ（ＭＧ２）が駆動して走行するハイブリッド車（シリーズ式ハイブリッド車）が提供されている。

このようなシリーズ式ハイブリッド車において、デファレンシャル機構のギアを潤滑する技術として、下記特許文献の動力伝達機構が開示されている。特許文献１の動力伝達機構では、オイルポンプから供給されたオイルを受け止めて貯留して、そのオイルをギア室側に流入させてデファレンシャル機構のギアを潤滑することができるとされている。

特開２０１７－４７７３２号公報

ところで、このようなシリーズ式ハイブリッド車等では、エンジンを駆動させずに電力のみで走行する場合（ＥＶ走行）があり、ＥＶ走行時にエンジンを停止させると、発電用のモータ（ＭＧ１）の回転停止に伴いオイルポンプの作動が停止することとなる。そのため、特許文献１の動力伝達機構では、オイルポンプに圧送されたオイルをオイル貯部に溜めておいたとしても、ＥＶ走行時にはオイルポンプによるオイルの供給が停止するため、長くはオイルを供給することはできず、デファレンシャル機構へのオイル供給が不足する懸念がある。

このように、特許文献１の動力伝達機構では、ＥＶ走行時のデファレンシャル機構のオイル潤滑不足や、これによる焼きつきなどの懸念を払拭することができない。

そこで本発明は、ＥＶ走行時であってもデファレンシャル機構にオイルを供給して潤滑することができるトランスアクスルの提供を目的とした。

上述の課題を解決するため提供される本発明のトランスアクスルは、モータと、デファレンシャル機構と、トランスアクスルハウジングとを備えるトランスアクスルであって、前記トランスアクスルハウジングには、内部空間を仕切る隔壁部が設けられており、前記内部空間が、前記隔壁部により、前記モータが収容されるモータ室と、前記デファレンシャル機構が収容されるギア室とに仕切られており、前記モータ室には、前記モータ室に供給されたオイルを溜めるオイル貯部が設けられており、前記隔壁部には、前記モータ室と前記ギア室とを連通させて、前記オイル貯部のオイルを前記モータ室から前記ギア室に供給する第一連通部と、前記モータ室と前記ギア室とを連通させて、前記デファレンシャル機構に設けられたデフリングギアが掻き上げたオイルを、前記ギア室から前記モータ室に供給する第二連通部とが設けられており、前記第一連通部は、複数設けられており、それぞれの前記第一連通部は、前記デファレンシャル機構の左右にオイルを供給することを特徴とするものである。

本発明のトランスアクスルによれば、エンジン停止時（ＥＶ走行時）であっても、デフリングギア等、デファレンシャル機構のギアにより掻き上げられたオイルを、オイル貯部に供給することができる。また、本発明のトランスアクスルによれば、オイル貯部に供給されたオイルを、再びギア室のデファレンシャル機構に供給することができる。

より具体的に説明すると、本発明のトランスアクスルでは、デフリングギア等のデファレンシャル機構のギアにより掻き上げられたオイルを、第二連通部を介してモータ室に設けられたオイル貯部に供給することができる。また、本発明のトランスアクスルにオイルポンプが設けられている場合には、モータ（例えば駆動用モータ）の冷却に使用するためにオイルポンプの圧送等によりモータの上方から吹きかけられたオイルの一部を、モータ室に設けられたオイル貯部に溜めることができる。

さらに、本発明のトランスアクスルでは、第二連通部を介してギア室からオイル貯部に供給されたオイル、あるいはオイルポンプの圧送によりモータ室に供給されてオイル貯部に流下したオイルを、ギア室に供給してデファレンシャル機構の潤滑を行うことができる。これにより、本発明のトランスアクスルは、ＥＶ走行状態においてもデファレンシャル機構への油滑を供給可能とし、焼きつきなどオイル不足に起因する問題の発生を抑制することができる。

このように、本発明のトランスアクスルによれば、デフリングギア等のデファレンシャル機構のギアが掻き上げたオイルをオイル貯部に供給する。そのため、本発明のトランスアクスルは、オイル貯部のオイル枯渇を抑制してオイル貯部から継続的にギア室にオイルを供給し、ＥＶ走行中でも途切れることなくデファレンシャル機構へオイルを供給することができる。その結果、本発明のトランスアクスルは、デファレンシャル機構のギアの潤滑性を向上させることができる。

また、本発明のトランスアクスルによれば、トラスアクスルハウジングに貫通孔やリブなどを設けることで第一連通部や第二連通部、オイル貯部を形成することができる。その結果、本発明のトランスアクスルは、新たな部品を追加する必要がなくコストの増加を抑制しつつ、デファレンシャル機構の油滑向上を実現することができる。

また、本発明のトランスアクスルは、前記第一連通部の少なくとも一部は、前記第二連通部よりも下方の位置に設けられているものであるとよい。

ＥＶ走行中ではオイル貯部の油面が下がってくるところ、本発明のトランスアクスルによれば、第一連通部の下端を第二連通部よりも下方に位置させることにより、第二連通部から供給されたオイルを確実に第一連通部へ供給することができる。

さらに、本発明のトランスアクスルは、前記モータ室には、上方からオイルが供給されるものであり、前記モータ室の上方から供給されたオイルの少なくとも一部が、前記オイル貯部に貯留されるものであるとよい。

上述の構成によれば、モータを冷却するためのオイルをオイル貯部に溜めて、デファレンシャル機構の潤滑に用いることができる。その結果、本発明のトランスアクスルは、モータの発熱の抑制と、デファレンシャル機構の潤滑とを、同時に実現することができる。

本発明のトランスアクスルは、前記トランスアクスルハウジングには、前記デフリングギアが掻き上げたオイルを前記第二連通部に向けて誘導するオイル誘導部が設けられているものとすると、さらによい。

上述の構成によれば、デフリングギア等デファレンシャル機構のギアが掻き上げたオイルを、より効率良く第二連通部に流入させることができる。

本発明のトランスアクスルの前記オイル貯部は、オイルの油面が前記モータに設けられたロータよりも下方となるように設けられていることが望ましい。

上述の構成によれば、オイル貯部に貯留されたオイルにロータが浸かることを回避して、ロータのメカロスの懸念を抑制することができる。

本発明のトランスアクスルは、エンジンを停止した状態で前記モータの動力を用いて走行する車両に搭載されるものであり、前記エンジンの駆動により、前記モータを冷却するオイルポンプが作動するものであると、さらによい。

上述の構成によれば、モータ（例えば駆動用モータ）の冷却に使用するためにオイルポンプの圧送によりモータの上方から吹きかけられたオイルの一部を、モータ室に設けられたオイル貯部に溜めることができる。

本発明によれば、ＥＶ走行時であってもデファレンシャル機構にオイルを供給して潤滑することができるトランスアクスルを提供することができる。

本発明のトランスアクスルを示すモータ室側を示す断面図である。 図１のトランスアクスルのギア室側を示す断面図である。 図１のＡ－Ａ’線断面図である。 図１のトランスアクスルのエンジン駆動時におけるオイルの経路を示す模式図である。 図１のトランスアクスルのＥＶ走行時におけるオイルの経路を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態に係るトランスアクスル１０について、図面を参照しつつ説明する。

トランスアクスル１０は、図３に示す車両１に設けられている。車両１には、エンジン（図示を省略）及び図示を省略したバッテリが設けられている。車両１は、エンジンを動力源として後述する発電機４４を駆動させ、発電機４４の駆動により後述する駆動モータ５０を駆動させて走行可能とされているとともに、エンジンを停止させてバッテリを動力源として駆動させて駆動モータ５０を駆動させて走行可能（ＥＶ走行）とされている、いわゆるシリーズ式ハイブリッド車とされている。

なお、本発明のトランスアクスル１０は、本実施形態のようにシリーズ式ハイブリッド車やパラレル式ハイブリッド車など、エンジンを搭載したハイブリッド車に好適に用いることができる。

図１に示すとおり、トランスアクスル１０は、トランスアクスルハウジング２０、発電機４４、駆動モータ５０、デファレンシャル機構４０を備えている。また、図３に示すとおり、トランスアクスル１０は、カウンタ軸５５、及びカウンタギア５６を備えている。

図３に示すとおり、トランスアクスル１０は、トランスアクスルハウジング２０の内部空間２１が後述する隔壁部２２により仕切られており、隔壁部２２によりモータ室２１ａとギア室２１ｂとに仕切られている。発電機４４や駆動モータ５０はモータ室２１ａに収容され、デフリングギア４２等のデファレンシャル機構４０はギア室２１ｂに収容されている。

また、トランスアクスルハウジング２０の内部にはオイルが収容されており、図示を省略したオイルポンプによりオイルが圧送され、発電機４４や駆動モータ５０が冷却されている。

発電機４４は、モータジェネレータ（ＭＧ１）からなる。発電機４４には、インバータなどを内蔵する発電機コントローラが接続されている。発電機コントローラには、複数の二次電池を組み合わせた組電池からなる電池が接続されている。発電機４４から出力される交流電力は、発電機コントローラにより直流電力に変換されて、その直流電力が電池に供給されることにより、電池が充電される。

駆動モータ５０は、モータジェネレータ（ＭＧ２）からなる。駆動モータ５０には、インバータなどを内蔵するモータコントローラが接続されている。モータコントローラには、電池が接続されている。電池から出力される直流電力がモータコントローラに供給され、その直流電力がモータコントローラにより交流電力に変換されて、交流電力が駆動モータ５０に供給されることにより、駆動モータ５０が駆動される。駆動モータ５０は、ロータ５２がステータ（図示を省略）内で回転可能とされている。

図３に示すとおり、駆動モータ５０の回転軸と同一軸線上には、キャリヤ軸５３が設けられている。キャリヤ軸５３は、駆動モータ５０の回転軸に相対回転可能に保持されている。キャリヤ軸５３の他端部は、トランスアクスルハウジング２０に回転可能に保持されている。キャリヤ軸５３には、キャリヤ軸５３と一体的に回転するように、キャリヤギア５４が設けられている。

図３に示すとおり、カウンタ軸５５は、キャリヤ軸５３と平行に延びて、トランスアクスルハウジング２０に回転可能に保持されている。カウンタギア５６は、カウンタ軸５５と一体回転するように設けられており、キャリヤギア５４と噛合している。また、カウンタ軸５５と一体回転するように、出力ギア５７が設けられている。出力ギア５７は、デフリングギア４２と噛合している。

デファレンシャル機構４０は、左右の駆動輪を駆動する左右一対のドライブシャフト（図示を省略）の間の差動を許容するとともに、これら左右一対のドライブシャフトに回転動力を伝達するように構成されている。デファレンシャル機構４０には、デフリングギア４２、デファレンシャルギア４３を含む複数のギアにより構成されている。

駆動モータ５０の動力は、キャリヤ軸５３に伝達される。キャリヤ軸５３に伝達された動力は、キャリヤギア５４、カウンタギア５６および出力ギア５７を介して、デファレンシャル機構４０のデフリングギア４２に伝達され、デファレンシャル機構４０からドライブシャフト（図示を省略）を介して駆動輪（図示を省略）に伝達される。これにより、駆動輪が回転し、車両１が走行する。

トランスアクスルハウジング２０には、図示を省略したオイルポンプが設けられている。また、図１に示すとおり、トランスアクスルハウジング２０内のモータ室２１ａには、オイルポンプから圧送されたオイルを噴出させるためのオイル噴出口６１，６２が設けられている。オイル噴出口６１は、発電機４４（ＭＧ１）に向けて上方からオイルを噴出する。また、オイル噴出口６２は、駆動モータ５０（ＭＧ２）に向けて上方からオイルを噴出する。このように、トランスアクスル１０は、モータ室２１ａのオイルをオイルポンプにより循環させ、各モータの冷却を行っている。

トランスアクスルハウジング２０のギア室２１ｂ側には、オイルが収容されている。図２に示すとおり、ギア室２１ｂには、デフリングギア４２の略半分が浸かる量のオイルが収容されている（図２の油面Ｆｏ１参照）。

トランスアクスルハウジング２０は、トランスアクスル１０を構成する発電機４４や駆動モータ５０等を収容するための収容体である。上述のとおり、トランスアクスルハウジング２０には内部空間を仕切る隔壁部２２が設けられている（図３参照）。トランスアクスルハウジング２０の内部空間は、隔壁部２２によりモータ室２１ａとギア室２１ｂとに仕切られている。モータ室２１ａには、発電機４４及び駆動モータ５０が収容されている。ギア室２１ｂには、デフリングギア４２等のデファレンシャル機構４０が収容されている。

図１に示すとおり、トランスアクスルハウジング２０には、第一リブ２４が設けられている。また、図２に示すとおり、トランスアクスルハウジング２０には、第二リブ２５、及び第三リブ２６が設けられている。

図１に示すとおり、第一リブ２４は、モータ室２１ａ側に形成されている。第一リブ２４は、上方に向けて湾曲するような形状を有しており、第一リブ２４により上方から滴下したオイルを受け止めて溜めるオイル貯部３０が形成されている。このように、トランスアクスル１０には、モータ室２１ａ側にオイル貯部３０が形成されている。

図２に示すとおり、第二リブ２５は、ギア室２１ｂ側に形成されている。第二リブ２５は、デフリングギア４２の外周に沿うように湾曲した形状とされている。第二リブ２５は、デフリングギア４２により回転方向Ｘに向けて掻き上げられたオイルを第二連通部３４に誘導するオイル誘導部３６として形成されている。デフリングギア４２により掻き上げられたオイルは、第二リブ２５（オイル誘導部３６）に沿って第二連通部３４に到達する。

図２に示すとおり、第三リブ２６は、ギア室２１ｂ側に形成されている。第三リブ２６は、第一連通部３２ａの近傍に設けられており、第一連通部３２ａを介してギア室２１ｂ側に流入したオイルを案内するオイル案内部３８を形成している。第一連通部３２ａからギア室２１ｂ側に流入したオイルは、第三リブ２６（オイル案内部３８）に案内されつつ、デファレンシャル機構４０の右側に案内される。

図１及び図２に示すとおり、隔壁部２２には、モータ室２１ａとギア室２１ｂとを連通する複数の連通孔が形成されている。より具体的には、隔壁部２２には、オイル貯部３０近傍に形成された連通孔として、第一連通部３２、及び第二連通部３４が設けられている。

第一連通部３２は、オイル貯部３０に貯留されたオイルをギア室２１ｂに流入させるために設けられている。本実施形態では、第一連通部３２ａと、第一連通部３２ｂとの、二つの第一連通部３２が設けられている。図１に示すとおり、第一連通部３２ａは、長孔形状の貫通孔とされている。また、第一連通部３２ｂは、円形の貫通孔とされている。

第二連通部３４は、デフリングギア４２により掻き上げられたオイルを後述するオイル貯部３０に流入させるために設けられている。図１に示すとおり、第二連通部３４は、円形の貫通孔とされている。上述のとおり、トランスアクスル１０では、デフリングギア４２と出力ギア５７が噛み合っている。また、出力ギア５７は、歯面がはすばとなっており、出力ギア５７の歯面からベアリングを超えてオイルが第二連通部３４に向かって飛ばされる。このようにして第二連通部３４に到達したオイルは、オイル貯部３０に流入する。

図１に示すとおり、駆動モータ５０（ＭＧ２）は、デファレンシャル機構４０の上方に配置されている。また、オイル貯部３０は、上述のとおり、駆動モータ５０（ＭＧ２）の下方側に配置されている。そのため、オイル貯部３０に流入したオイルは、第一連通部３２から滴下して、デフリングギア４２等を潤滑する。

また、デフリングギア４２は、図１に示す方向（回転方向Ｘ）に回転する。言い方を換えれば、ギア室２１ｂのオイルは、デフリングギア４２の回転に伴って、図１に示す回転方向Ｘに向けて掻き上げられる。さらに、第二リブ２５（オイル誘導部３６）は、オイルの掻き上げ方向（回転方向Ｘ）の延長線上となる位置に設けられている。そのため、トランスアクスル１０は、デフリングギア４２の回転により掻き上げられたオイルをオイル貯部３０に効率的に案内して流入させることができる。

図１に示すとおり、オイル貯部３０は、モータ室２１ａの駆動モータ５０側に形成されている。また、第一リブ２４は、駆動モータ５０の外周に沿って上方に向けて湾曲するような形状をなしており、第一リブ２４とモータ室２１ａを形成するトランスアクスルハウジング２０により、湾曲して窪むような形状をなしている。これにより、オイルを受け止めて貯留することができるオイル貯部３０が形成されている。

また、図１に示すとおり、第一リブ２４の端部２４ａは、高さ方向において、ロータ５２が配置される位置よりも下方となるように形成されている。これにより、オイル貯部３０に貯留されたオイルの油面Ｆｏ２は、ロータ５２よりも下方に位置することとなる。そのため、トランスアクスル１０は、オイル貯部３０に貯留されたオイルがロータ５２の回転を阻害せず、ロータ５２がオイルに浸かることに起因するメカロスの発生を抑制することができる。

図１に示すとおり、第一連通部３２ａ，３２ｂ、及び第二連通部３４は、オイル貯部３０と隣接するように形成されている。より具体的には、第一連通部３２ａ，３２ｂ、及び第二連通部３４は、油面Ｆｏ２よりも下方の位置に形成されている。

また、図１に示すとおり、オイル貯部３０の前方Ｆｒ側に第一連通部３２ａ，３２ｂが形成され、オイル貯部３０の後方Ｒｒ側に第二連通部３４が形成されている。

さらに、第二連通部３４は、第一連通部３２よりも高さ方向において、下方Ｌｗ側に形成されている。より具体的に説明すると、図１に示すとおり、第一連通部３２ｂの開口部の下端は、第二連通部３４の下端よりも下方に位置しており、第一連通部３２ｂの開口部の上端は、第二連通部３４の上端よりも上方に位置している。言い方を換えれば、第一連通部３２ｂは、開口縁の少なくとも一部が、第二連通部３４の開口よりも下方の位置にある。これにより、トランスアクスル１０は、第二連通部３４からオイル貯部３０に向けて確実にオイルを流入させつつ、第一連通部３２からギア室２１ｂに向けてオイルを流下させることができる。

続いて、エンジン駆動時及びエンジン停止時（ＥＶ走行時）のそれぞれにおけるトランスアクスル１０内のオイルの供給経路について説明する。

＜エンジン駆動時＞
図４に示すとおり、エンジン駆動時には、発電機４４（図４では図示を省略）が駆動してオイルポンプが作動する。そのため、モータ室２１ａ内のオイルがオイルポンプにより圧送されて、オイル噴出口６２（図４では図示を省略）から下方に向けてオイルが供給される。また、オイル噴出口６２から供給されたオイルの一部はオイル貯部３０に流入する（経路Ｃ１）。

図１に示すとおり、オイル貯部３０に流入したオイルは、第一連通部３２を介して、ギア室２１ｂに供給される。より具体的には、オイル貯部３０に流入したオイルは、第一連通部３２ａからギア室２１ｂ側に流入して、オイル案内部３８（第三リブ２６）にガイドされてデファレンシャル機構４０の右側に流下する（経路Ｃ２）。また、オイル貯部３０に流入したオイルは、第一連通部３２ｂからギア室２１ｂ側に流入して、デファレンシャル機構４０の左側に流下する（経路Ｃ３）。

このように、トランスアクスル１０は、オイル貯部３０のオイルを、二つの第一連通部３２により、デファレンシャルギア４３の軸線Ｏに沿った二箇所に分配して供給することができる。すなわち、トランスアクスル１０は、オイル貯部３０に流入したオイルを、右側のデファレンシャルギア４３ａ（図３参照）と、左側のデファレンシャルギア４３ｂ（図３参照）とに分配して潤滑することができる。これにより、トランスアクスル１０は、左右のデファレンシャルギア４３を効率良く潤滑することができる。

さらに、ギア室２１ｂ側に流入したオイルは、デフリングギア４２の回転により掻き上げられてオイル誘導部３６（第二リブ２５）に誘導されて、第二連通部３４に到達する（経路Ｃ４）。また、デフリングギア４２により掻き上げられてオイルは、カウンタギア５６やベアリング５８を潤滑しつつ（図３参照）、第二連通部３４に到達して、オイル貯部３０に流入する。そして、第二連通部３４から流入したオイルは、再び第一連通部３２ａ，３２ｂを介してデフリングギア４２に供給される（経路Ｃ２，Ｃ３）。

＜エンジン停止時（ＥＶ走行時）＞
次いで、エンジンが停止した状態であって、駆動モータ５０（ＭＧ２）がバッテリ（図示を省略）から電力の供給を受けて走行する場合（ＥＶ走行時）について、図５を参照しつつ説明する。

上述のとおり、オイルポンプは、発電機４４の停止に伴い、作動が停止する。そのため、ＥＶ走行時では、オイル噴出口６２（図５では図示を省略）からのオイル供給が停止することとなる。

図５に示すとおり、ＥＶ走行時では、デフリングギア４２の回転により掻き上げられたオイルが第二連通部３４を介してオイル貯部３０に供給される（経路Ｃ４）。また、オイル貯部３０に供給されたオイルは、第一連通部３２ａ，３２ｂを介してギア室２１ｂ側に供給される。このように、トランスアクスル１０は、オイルポンプの作動が停止する場合であっても、オイル貯部３０にオイルを供給可能としている。これにより、トランスアクスル１０は、ＥＶ走行時にデファレンシャル機構４０に十分なオイルを供給して潤滑し、のデファレンシャル機構４０のギアの焼きつきを抑制することができる。

本発明は、ハイブリッド車等の車両のトランスアクスルとして、好適に採用することができる。

１０ トランスアクスル
２０ トランスアクスルハウジング
２１ 内部空間
２１ａ モータ室
２１ｂ ギア室
２２ 隔壁部
２４ 第一リブ
３０ オイル貯部
３２ 第一連通部
３２ａ 第一連通部
３２ｂ 第一連通部
３４ 第二連通部
３６ オイル誘導部
４０ デファレンシャル機構
４２ デフリングギア
４３ デファレンシャルギア
４４ 発電機
５０ 駆動モータ
Ｘ 回転方向

Claims (3)

1. モータと、デファレンシャル機構と、トランスアクスルハウジングとを備えるトランスアクスルであって、
   前記トランスアクスルハウジングには、内部空間を仕切る隔壁部が設けられており、
   前記内部空間が、前記隔壁部により、前記モータが収容されるモータ室と、前記デファレンシャル機構が収容されるギア室とに仕切られており、
   前記モータ室には、前記モータ室に供給されたオイルを溜めるオイル貯部が設けられており、
   前記隔壁部には、
   前記モータ室と前記ギア室とを連通させて、前記オイル貯部のオイルを前記モータ室から前記ギア室に供給する第一連通部と、
   前記モータ室と前記ギア室とを連通させて、前記デファレンシャル機構に設けられたデフリングギアが掻き上げたオイルを、前記ギア室から前記モータ室に供給する第二連通部とが設けられており、
   前記第一連通部は、複数設けられており、
   それぞれの前記第一連通部は、前記デファレンシャル機構の左右にオイルを供給することを特徴とするトランスアクスル。
2. 前記第一連通部の少なくとも一部は、前記第二連通部よりも下方の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のトランスアクスル。
3. 前記ギア室側に流入したオイルを案内するオイル案内部が設けられていること、を特徴とする請求項１又は２に記載のトランスアクスル。

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